Графен стал основой материала, в 10 раз более прочного и в 20 раз более легкого, нежели чем сталь - «Наука и технологии»

То, что вы видите на первом из приведенных здесь снимков, является моделью структуры нового искусственного материала, имеющего целый ряд уникальных качеств. Этот материал невероятно прочен, он обладает высокими электрическими, тепловыми, оптическими и химическими свойствами. А основой этого является графен, которому исследователи из Массачусетского технологического института искусственно дали третье пространственное измерение, получив материал, в десять раз более прочный и в двадцать раз более легкий, нежели чем сталь.

Графен очень давно привлекает внимание ученых-материаловедов. Однако, в своем нормальном виде он имеет форму плоских листов, толщиной в один атом углерода, которые теоретически могут иметь любую длину и ширину. Для того, чтобы сделать графен более технологически приемлемым материалом, ему требуется придать трехмерную форму, но все предыдущие попытки сделать это приводили к тому, что значения всех основных параметров, в том числе и прочности конечного материала, снижались на несколько порядков по отношению к аналогичным параметрам графена.

В попытках решить вышеописанную проблему, группа из Массачусетского технологического института сконцентрировала свои усилия в большей части на геометрической конфигурации нового материала, нежели чем на его составе и структуре. Для начала ученые произвели анализ поведения графена в различных условиях с уровнем детализации вплоть до атомарного уровня. На базе полученных данных была составлена математическая модель, которая полностью соответствовала результатам экспериментов. И уже на базе этой модели исследователи провели изучение поведения графена при его сжатии и растяжении.

Исследователи выяснили, что маленькие частицы графена, подвергнутые воздействию высокой температуры и давления, формируют прочные и стабильные пористые структуры, имеющие огромное значение соотношения площади поверхности к занимаемому объему. И из этого пористого материала можно достаточно простым путем создавать предметы и детали, которые способны выдерживать весьма значительные нагрузки.